Устройство для вычисления спектра сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1383392 06 Г 15/332 е 1 е"йк САНИЕ ИЗОБРЕТЕН л ализатои может ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Рабанер Л., Гоулд Б. Теория и примние цифровой обработки сигналов.М.: Мир, 1978,Авторское свидетельство СССР1223248, кл. б 06 Г 15 уУ 332, 1984.(54) УСТРОЙ СТВО ДЛЯ В ЫЧ И СЛ Е НИСП Е КТРА СИ Г НАЛ ОВ(57) Изобретение относится к анрам частотного спектра сигналов быть использовано для обработки сигналов Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что в состав устройства входят аналого-цифровой преобразователь 1, блок регистров 2, генераторы синусных и косинусных функций 3 и 4, умножители 5 и 6, интеграторы 7 и 8, функциональный ореобрааоваеель 9 вида К/М/Х-+у (где К - константа, Х - размер преобразования), аналого-цифровой пре образователь 10, генератор тактовых импульсов 11, синхронизатор 12, коммутатор 13 и соответствующие связи между узлами устройства, 1 ил.Изобретение относится к анализаторам частотного спектра сигналов и может быть использовано для обработки сигналов.Цель изобретения - упрощение устройства за счет увеличения верхней граничной частоты анализируемого .спектра.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит входной аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 1, блок 2 регистров памяти (входных отсчетов), генераторы синусных 3 и косинусных 4 функций, умножители 5 и 6, интеграторы 7 и 8, функциональный преобразователь 9 видаМ/Х +У (где Х - разность сигналов по входам Вх,4 и Вх,2; У - сумма сигналов по входам Вх.1 и Вх.З), выходной АЦП 10, генератор 11 тактовых импульсов (ГТИ), синхронизатор 12 и коммутатор 13.Устройство работает следующим образом.По сигналу Запуск, поступающему на синхронизатор 12, обнуляются интеграторы 7 и 8 и разрешается запоминание выборок входного сигнала 3- с АЦП 1 в блок 2 регистров входных отсчетов. Одновременно синхронизатор 12 подключает через коммутатор 13 входной сигнал 1.1.х к входу интегратора 8. С выхода интегратора 8 сигнал через функциональный преобразователь 9 поступает на АЦП 10, где преобразуется в цифровой код. Этот код поступает на выход Вых.З устройства в качестве нулевой гармоники входного сигнала.После запоминания Х отсчетов входного сигнала и вычисления нулевой . гармоники синхронизатор 12 переключает коммутатор 13 и подключает к входу интегратора 8 выход умножителя 6. Одновременно с этим синхронизатор формирует адрес для выборки из блока 2 регистров входных отсчетов первого значения и управляющий код а (зависящий от номера выбираемого значения) для формирования в генераторах синусной 3 и косинусной 4 функции соответствующих значений з 1 п а и сов а. Цифровой код из блока 2 регистров входных отсчетов поступает на умножители 5 и 6, с которых входной отсчет, умноженный на соответствующие значения синуса и косинуса, поступает на интеграторы 7 и 8. Таким образом, после выборки из блока 2 регистров входных отсчетов значений на выходах Вых.1 и Вых.2 устройства находятся сигналы, пропорциональные значениям и ХХ(К)совАф 2 лКпКсС выхода интеграторов сигналы поступают на функциональный преобразователь 9, который имеет четыре входа. На входы Вх.З и Вх,4 подаются сигналы с интегратов 7 и 8 данного устройства, а входы Вх.1 и Вх,2 служат для расширенияфункциональных возможностей устройства.Если входной сигнал 11 в. действительный,на входы Вх.1 и Вх.2 подается нулевой уровень напряжения. Если же входнойсигнал комплексный вида 11- = 2, + 12для его обработки необходимы два предлагаемых устройства, каждое из которых обра 10 батывает соответствующую квадратурнуюсоставляющую сигнала, и выходы Вых.1 иВых.2 одного устройства подключаются соответственно к входам Вх.1 и Вх.2 другого устройства.Таким образом, функциональный преобразователь 9 вычисляет модуль комплексного числаЧ(п) = Х(п) + 1(п),где Ч(п) - и-я гармоника входного сигнала;Х (и) - действительная часть:Х(п)=фХ (2,(п)сов + 2,(п)з 1 п " )мйифаяУ(п)=.Ъ(2,(п)сов- - 2,(п)вп),Выход функционального преобразователя 9 соединен с входом АЦП 10, которыйс частотой Ь/Я (где 1 - частота выборкизначений из блока 2 регистров входных отсчетов) преобразует сигнал с выхода функционального преобразователя 9 в цифро 30 вой код. Полученный цифровой код представляет собой значение соответствующейгармоники входного сигнала и поступаетна выход Вых.З устройства. После этогосинхронизатор 12 обнуляет интеграторы, иначинается процесс вычисления следующей35 гармоники. Время вычислений зависит от частоты дискретизации входного сигналаот частоты выборки значений входного сигнала из памяти 1 ь от числа вычисляемыхгармоник и от числа точек, по которым веДется вычисление М40 Основное влияние на время преобразования оказывает частота (при прочих равных условиях), которая определяется быстродействием устройства памяти. Частота 1выбирается из соображений требуемой верх 45ней граничной частоты анализа.Формула изобретенияУстройство для вычисления спектра сигналов, содержащее генератор косинусной функции, генератор синусной функции, первый аналого-цифровой преобразователь, первый и второй умножители, синхронизатор и генератор тактовых импульсов, первый выход которого подключен к тактовому входу синхронизатора, первый выход которо го подключен к входам аргумента генератора синусных функций и генератора косинусных функций, выходы которых подключены к первых входам соответственно пер1383392 тель Аерес СоставТехред И. ВТираж 704 енного комитета ССС Москва, Ж - 35, Ра играфическое предпр аранов Корректор М. Пожо Подписное Редактор Н. РогуличЗаказ 915/49ВНИИПИ Государст113035Производственно-по вого и второго умножителей, второй выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу первого аналого-цифрового преобразователя, выход которого являет ся выходом модуля гармоники устройства, входом запуска которого является вход запуска синхронизатора, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит первый и второй интеграторы, коммутатор, блок регистров, второй аналого-цифровой преобразователь и функциональный п еоб азователь входа КыЧ+ +Хз) + (Х - Х 4 (где К - контранта, Х - размер преобразователя), выход которого подключен к информационному входу первого аналого-цифрового преобразователя, выход второго аналого-цифрового преобразователя подключен к информационному входу блока регистров, выход которого подключен к вторым входам первого и второго умножителей, выходы которых подключены соответственно к информационному входу первого интегратора и первому информационному входу коммутатора, второй информационный, вход которого соединен с информационным входом второго аналого-цифрового преобразователя и является информационным входом устройства, выход первого интегратора является выходом реальной части гармоники устройства и подключен к входу аргумента Х. функ ионального п еобразователя вида К/Х +Хз) +(Х 2 - Х 4), входы аргументов Х 1 и Х которого являются входами задания соответственно первого и второго коэффициентов устройства, выход коммутатора подключен к информационному входу второго интегратора, выход которого является выходом мнимой части гармоники устройства и подключен к входу аргумента Х 4 фун ионального п еоб азовате ля вида К/Ы (Х 1+Хз) +(Х 2 - Х), второй выход синхронизатора подключен к управляющему входу коммутатора, третий выход синхронизатора подключен к входам обнуления первого и второго интеграторов, четвертый выход синхронизатора подключен к 20 тактовому входу блока регистров, а третий выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу второго аналого-цифрового преобразователя,Р по делам изобретении и открытушская наб., д. 4/5иятие, г. Ужгород, ул. Проектная